Analisis Data - ANALISIS DAN PEMBAHASAN - Pengaruh Sumur Resapan Pada Pengurangan Debit Limpasa

ANALISIS DAN PEMBAHASAN

5.1. Analisis Data

Kemput

Tahun Stasiun Hujan

Xrencana (mm)

Beran Kemput

2001 134 125 130

2002 101 165 133

2003 93 92 93

2004 169 125 147

2005 144 161 153

2006 144 145 145

2007 92 25 59

2008 129 0 65

2009 467 12 240

2010 155 0 78

2011 377 8 193

2012 543 100 322

2013 109 35 72

2014 121 150 136

2015 92 165 129

2016 163 158 161

2017 228 163 196

2018 130 146 138

2019 104 111 108

2020 184 96 140

(Sumber: Balai Besar Wilayah Sungai Serayu Opak)

Selanjutnya mencari jenis distribusi probabilitas dari data hujan tersebut dengan melakukan perhitungan stastistik curah hujan maksimum sebagaimana dapat dilihat pada Tabel 5.2 berikut ini.

Tabel 5.2 Perhitungan Statistik Curah Hujan

No. Tahun Xi (X i - X rerata) (X i - X rerata)² (X i - X rerata)³ (X i - X rerata)⁴

1 2001 129.50 -12.0250 144.6006 -1738.8225 20909.3408

2 2002 133.00 -8.5250 72.6756 -619.5597 5281.7465

3 2003 92.50 -49.0250 2403.4506 -117829.1669 5776574.9068

4 2004 147.00 5.4750 29.9756 164.1165 898.5381

5 2005 152.50 10.9750 120.4506 1321.9456 14508.3531

6 2006 144.50 2.9750 8.8506 26.3306 78.3336

7 2007 58.50 -83.0250 6893.1506 -572303.8306 47515525.5389 8 2008 64.50 -77.0250 5932.8506 -456977.8194 35198716.5386 9 2009 239.50 97.9750 9599.1006 940471.8837 92142732.8089 10 2010 77.50 -64.0250 4099.2006 -262451.3200 16803445.7640 11 2011 192.50 50.9750 2598.4506 132456.0206 6751945.6506 12 2012 321.50 179.9750 32391.0006 5829570.3375 1049176921.4888 13 2013 72.00 -69.5250 4833.7256 -336064.7741 23364903.4178

No. Tahun Xi (X i - X rerata) (X i - X rerata)² (X i - X rerata)³ (X i - X rerata)⁴

14 2014 135.50 -6.0250 36.3006 -218.7113 1317.7354

15 2015 128.50 -13.0250 169.6506 -2209.6994 28781.3346

16 2016 160.50 18.9750 360.0506 6831.9606 129636.4526

17 2017 195.50 53.9750 2913.3006 157245.4012 8487320.5316

18 2018 138.00 -3.5250 12.4256 -43.8003 154.3962

19 2019 107.50 -34.0250 1157.7006 -39390.7638 1340270.7371

20 2020 140.00 -1.5250 2.3256 -3.5466 5.4085

Jumlah 2830.50 0.00 73779.24 5278236.18 1286759929.02

Kemudian mencari parameter statistik untuk menentukan jenis distribusi probabilitas yang digunakan.

𝑥̅ = ¹

𝑛∑^𝑛_𝑖=1𝑥_𝐼

= ¹

20× 2830,5

= 141,525 𝜎 = √ ¹

𝑛−1∑^𝑛_𝑖=1(𝑥_𝑖− 𝑥̅)²

= √ ¹

20−1× 73779,24

= 62,315 𝐶_𝑣 = ^𝜎

𝑥

= ^141,525

62,315

= 0,440 𝐶_𝑠 = ⁽

𝑛

(𝑛−1)(𝑛−2)∑^𝑛_𝑖=1(𝑥𝑖−𝑥̅)³) 𝜎³

= ⁽

(20−1)(20−2) ×5278236,18 ) (62,315)³

= 1,276

𝐶_𝑘 = ^𝑛

(𝑛−1)(𝑛−2)(𝑛−3)𝜎⁴∑^𝑛_𝑖=1(𝑥_𝑖− 𝑥̅)⁴

= ²⁰

(20−1)(20−2)(20−3)()⁴× 1286759929,02

= 5,871

Selanjutnya mencari jenis distribusi probabilitas berdasarkan nilai parameter statistik yang telah diperoleh. Persyaratan parameter statistik untuk menentukan jenis distribusi dapat dilihat pada Tabel 5.3 berikut ini.

No Distribusi Parameter Hasil Ket

1 Normal 𝐶𝑠≈ 0

𝐶_𝑘≈ 3 0 1,104

3,944 2 Log Normal 𝐶_𝑠≈ 𝐶_𝑣³+ 3𝐶_𝑣= 0,167

𝐶_𝑘≈ 𝐶_𝑣⁸+ 6𝐶_𝑣⁶+ 15𝐶_𝑣⁴+ 16𝐶_𝑣²+ 3 = 3,049 3 0,717 3,375

3 Gumbel 𝐶_𝑠≈ 1,14

𝐶_𝑘≈ 5,4 0.266 1,104

3,944

4 Log Pearson III Selain dari nilai diatas 3.126 - Dipilih

Berdasarkan Tabel 5.3 dapat diketahui tidak ada parameter yang memenuhi persyaratan sehingga digunakan distribusi probabilitas Log-Person III. Selanjutnya perlu dilakukan uji distribusi probabilitas terhadap jenis distribusi yang telah terpilih menggunakan uji Chi-Kuadrat. Berikut adalah uji Chi-Kuadrat untuk distribusi probabilitas Log-Person III.

Langkah awal adalah mengurutkan nilai data hujan maksimum harian dari kecil ke besar atau sebaliknya serta menghitung parameter statistik untuk distribusi Log-Person III. Perhitungan stastistik dengan logaritmik dapat dilihat pada Tabel 5.4 berikuti ini.

Tabel 5.4 Perhitungan Statistik Curah Hujan dengan Logaritmik

No. Tahu

n Xi Log Xi (Log Xi - rerata Log X) (Log Xi - rerata Log X)² (Log Xi - rerata Log X)³ (Log Xi - rerata Log X)⁴

1 2001 130 2.1123 -0.0008 0.0000 0.0000 0.0000

2 2002 133 2.1239 0.0108 0.0001 0.0000 0.0000

3 2003 93 1.9661 -0.1470 0.0216 -0.0032 0.0005

4 2004 147 2.1673 0.0542 0.0029 0.0002 0.0000

5 2005 153 2.1833 0.0702 0.0049 0.0003 0.0000

6 2006 145 2.1599 0.0468 0.0022 0.0001 0.0000

7 2007 59 1.7672 -0.3459 0.1197 -0.0414 0.0143

8 2008 65 1.8096 -0.3035 0.0921 -0.0280 0.0085

9 2009 240 2.3793 0.2662 0.0709 0.0189 0.0050

10 2010 78 1.8893 -0.2238 0.0501 -0.0112 0.0025

11 2011 193 2.2844 0.1713 0.0294 0.0050 0.0009

12 2012 322 2.5072 0.3941 0.1553 0.0612 0.0241

13 2013 72 1.8573 -0.2558 0.0654 -0.0167 0.0043

14 2014 136 2.1319 0.0188 0.0004 0.0000 0.0000

15 2015 129 2.1089 -0.0042 0.0000 0.0000 0.0000

16 2016 161 2.2055 0.0924 0.0085 0.0008 0.0001

17 2017 196 2.2911 0.1781 0.0317 0.0056 0.0010

18 2018 138 2.1399 0.0268 0.0007 0.0000 0.0000

19 2019 108 2.0314 -0.0817 0.0067 -0.0005 0.0000

20 2020 140 2.1461 0.0330 0.0011 0.0000 0.0000

Jumlah ²⁸³¹ ^42.2619 ^0.0000 ^0.6637 ^-0.0088 ^0.0612

Kemudian mencari nilai parameter statistik untuk hitungan logaritmik sebagai berikut

𝐶_𝑠 = ⁽

𝑛

(𝑛−1)(𝑛−2)∑^𝑛_𝑖=1(𝑦_𝑖 − 𝑦̅)³) 𝜎³

𝑐𝑟

= (20−1)(20−2) (0,187)³

= -0,079 𝑦_𝑇 = 𝑦̅ + 𝐾_𝑇 × 𝜎_𝑦

= 0,088 + (0,837) × 0,187

= 2,270 𝑥_𝑇 = 𝑎𝑟𝑐 𝑙𝑜𝑔 𝑦_𝑇

= 𝑎𝑟𝑐 𝑙𝑜𝑔 2,270

= 186,03

Selanjutnya menghitung jumlah kelas (K), derajat kebebasan (Dk), dan Chi- Kuadrat Kritik (χ²), maka didapatkan perhitungan sebagai berikut.

Jumlah data (n) = 20

Kelas distribusi (K) = 1 + 1,332 log n

= 1+ 1,322 log 20

= 5,322 ≈ 6

Parameter (𝑝) = 2

Derajat kebebasan (DK) = K – (p + 1)

= 6 – (2 + 1)

= 3

𝛼 = 5%

Nilai X²cr dengan jumlah data (n) = 20, 𝛼 = 5%, dan DK = 3 sebesar 7,815.

Kelas distribusi = ¹

𝐾 × 100%

= ¹

5 × 100%

= 17%

Interval distribusi = 17%, 33%, 50%, 67%, 83%

Persentase 17%

T = ¹

𝑃𝑥

= ¹

17%

= 6 tahun Persentase 33%

T =

𝑃𝑥

= ¹

33%

= 3 tahun Persentase 50%

T = ¹

𝑃𝑥

= ¹

50%

= 2 tahun Persentase 67%

T = ¹

𝑃𝑥

= ¹

67%

= 1,5 tahun Persentase 83%

T = ¹

𝑃𝑥

= ¹

83%

= 1,2 tahun

Distribusi probabilitas log Pearson III digunakan untuk menentukan interval kelas. Hasil perhitungan statistik logaritma sebelumnya didapatkan nilai Cs sebesar -0,079 yang digunakan untuk menentukan nilai KT dari nilai T untuk periode ulang.

T = 6, maka KT = 0,924 T = 3, maka KT = 0,398 T = 2, maka KT = 0,013 T = 1,5, maka KT = -0,497 T = 1,2, maka KT = -1,000 Standar deviasi (𝜎) = 0,187

Log 𝑋_𝑇 = 𝑦 + (KT×𝜎_𝑥)

= 2,113 + (0,924 × 0,187)

= 2,286 Arc log 𝑋_𝑇 = 10^{𝑙𝑜𝑔𝑋}^𝑇

𝑐𝑟

= 193,128

Sehingga didapatkan interval kelas adalah sebagai berikut.

X6 = 193,128 mm

X3 = 153,977 mm

X2 = 130,498 mm

X1,5 = 104,763 mm

X1,2 = 84,364 mm

Untuk perhitungan P(X) yang lainnya dicari dengan cara yang sama dan hasilnya dapat dilihat pada Tabel 5.5 dibawah ini.

Tabel 5.5 Nilai Interval Kelas Data Hujan Maksimum

P(%) T Cs Kt Log X X (mm)

16,67 6 -0,079 0,924 2,286 193,128 33,33 3 -0,079 0,398 2,187 153,977 50,00 2 -0,079 0,013 2,116 130,498 66,67 1.5 -0,079 -0,497 2,020 104,763 83,33 1.2 -0,079 -1,000 1,926 84,364

Langkah terakhir yaitu mencari nilai Chi-Kuadarat (X²), berikut dapat dilihat pada Tabel 5.6 di bawah ini.

Tabel 5.6 Pengujian Chi-Kuadrat

No Interval OF EF (OF - EF)² (OF - EF)² / EF

1 < 84.364 4 3,33 0,44 0,133

2 84.364 < X < 104.763 1 3,33 5,44 1,633 3 104.763 < X < 130.498 3 3,33 0,11 0,033 4 130.498 < X < 153.977 7 3,33 7,11 2,133 5 153.977 < X < 193.128 2 3,33 1,78 0,533

6 > 193.128 3 3,33 0,11 0,033

Jumlah 20 20 6,400

Berdasarkan hasil yang diperoleh nilai Chi-Kuadrat (X²) sebesar 6,4 dan nilai Chi-Kuadrat Kritik (χ²) sebesar 7,815. Karena Chi-Kuadrat yang didapat dari hasil analisis lebih kecil dari Chi- Kuadrat Kritik dapat disimpulkan bahwa sampel distribusi yang digunakan dapat mewakili distribusi statistik sampel data yang dianalisis. Dengan rekapitulasi hujan rancangan kala ulang 2 dan 5 tahun disajikan pada Tabel 5.7 sebagai berikut.

Periode ulang (Tahun) Distribusi Log Pearson Tipe III (mm)

2 130,50

5 186,03

5.1.3. Analisis Debit Rancangan 1. Koefisien Limpasan (C)

Dalam satu catchment area biasanya terdiri dari beberapa jenis permukaan lahan. Karena memiliki permukaan lahan yang beragam maka akan memiliki koefisien limpasan yang beragam juga, sehingga perlu mencari nilai koefisien gabungan terlebih dahulu pada setiap catchment area. Berikut adalah perhitungan koefisien limpasan untuk catchment area pada saluran 1.

C1 (FIAI) = 0,9

A1 (FIAI) = 0,285 ha

C2 (Paving) = 0,5

A2 (Paving) = 0,112 ha C3 (Halaman) = 0,17 A3 (Halaman) = 0,450 ha C^̅ ⁼

∑ Ci∙Aⁿi i= 1

∑ⁿAi i=1

= C1∙A1 + C2∙A2 + C3∙A3

A1+A2 + A3

= 0,9∙0,285 + 0,5∙0,112 + 0,17∙0,450

0,285+0,112+0,450

= 0,459

Koefisien limpasan pada catchment area saluran 1 diperoleh sebesar 0,459.

Untuk koefisien limpasan yang lain dapat dilihat pada Tabel 5.8 berikuti ini.

No. Saluran Keterangan C A

(ha) C̅

Atap FIAI 0,90 0,285

0,459

Paving 0,50 0,112

Halaman 0,17 0,450

2 Jalan 0,60 0,069 0,60

3 Halaman 0,17 0,714 0,17

Saluran 1 0,459 0,847

0,346

Saluran 2 0,60 0,069

Saluran 3 0,170 0,714

Atap GOR 0,90 0,163

Paving 0,50 0,132

Halaman 0,17 0,630

Jalan 0,60 0,048

Atap FTI 0,90 0,315

0,353

Perumahan 0,45 0,248

Halaman 0,17 0,844

Parkiran 0,50 0,640

Jalan 0,60 0,086

6 Jalan 0,60 0,074 0,60

Saluran 5 0,353 2,133

0,357

Saluran 6 0,60 0,074

Halaman 0,17 0,102

Jalan 0,60 0,041

Atap Bangunan 0,90 0,087

0,517

Halaman 0,17 0,126

Jalan 0,60 0,126

Atap LAB TERPADU 0,90 0,196

0,333

Paving 0,50 0,061

Halaman 0,17 0,920

Jalan 0,60 0,108

Atap FMIPA 0,90 0,147

0,431

Atap LAB FK 0,90 0,080

Paving 0,50 0,130

Halaman 0,17 0,579

Parkiran 0,50 0,258

Jalan 0,60 0,105

Atap FH 0,90 0,460

0,603

Halaman 0,17 0,316

Jalan 0,60 0,043

12 Halaman 0,17 0,165

0,26

Jalan 0,60 0,043

13 Jalan 0,60 0,072 0,60

Atap REKTORAT 0,90 0,119

0,474

Atap GKU 0,90 0,123

Atap HI 0,90 0,204

Atap D3 EKONOMI 0,90 0,127

Atap FIAI (Baru) 0,90 0,128

Halaman 0,17 1,011

Jalan 0,60 0,072

15 Jalan 0,60 0,065 0,60

Atap LAB TBK 0,90 0,133

0,556

Atap FPSB 0,90 0,366

Paving 0,50 0,055

No. Saluran Keterangan C A

(ha) C̅

Halaman 0,17 0,381

Parkiran 0,50 0,446

Jalan 0,60 0,065

17 Jalan 0,60 0,027 0,60

Atap ULIL ALBAB 0,90 0,200

0,673

Parkiran 0,50 0,250

Jalan 0,60 0,027

19 Jalan 0,60 0,082 0,60

Atap PERPUSTAKAAN 0,90 0,190

0,408

Halaman 0,17 0,445

Jalan 0,60 0,065

Halaman 0,17 0,172

0,386

Parkiran 0,50 0,228

Jalan 0,60 0,053

Saluran 21 0,386 0,453

0,373

Atap ASRAMA PUTRI 0,90 0,113

Atap Perumahan 0,90 0,103

Halaman 0,17 0,818

Parkiran 0,50 0,159

Jalan 0,60 0,112

Atap BOOKSTORE 0,90 0,153

0,395

Atap Perumahan 0,90 0,038

Paving 0,50 0,038

Halaman 0,17 0,658

Parkiran 0,50 0,026

Jalan 0,60 0,220

24 Jalan 0,60 0,220 0,60

2. Waktu Konsentrasi (tc)

Waktu konsentrasi adalah waktu yang diperlukan air hujan yang jatuh untuk mengalir dari titik terjauh sampai ke tempat keluaran DAS (titik kontrol).

Waktu konsentrasi dapat dicari dengan menggunakan persamaan 3.17. Berikut adalah perhitungan waktu konsentrasi pada saluran nomor 1.

A = AAtap FIAI + APaving + AHalaman

= 0,00285 + 0,00112 + 0,00450

= 0,00847 km² tc = 0,76 ∙ 𝐴^0,38

= 0,76 ∙ 0,00847^0,38

= 0,1240 Jam

Berdasarkan perhitungan di atas, rekapitulasi hasil perhitungan waktu konsentrasi (tc) dapat dilihat pada Tabel 5.9 berikut ini.

No. Saluran A (km²) tc (jam)

1 0,00847 0,1240

2 0,00069 0,0478

3 0,00714 0,1162

4 0,00989 0,1315

5 0,02133 0,1761

6 0,00074 0,0491

7 0,00165 0,0666

8 0,00339 0,0876

9 0,01285 0,1453

10 0,01299 0,1459

11 0,00819 0,1224

12 0,00208 0,0727

13 0,00072 0,0486

14 0,01784 0,1646

15 0,00065 0,0467

16 0,01446 0,1519

17 0,00027 0,0334

18 0,00477 0,0997

19 0,00082 0,0511

20 0,00700 0,1153

21 0,00453 0,0578

22 0,01310 0,1463

23 0,01133 0,1385

24 0,00220 0,0743

3. Intensitas Hujan (I)

Selanjutnya mencari besar intensitas hujan menggunakan persamaan Mononobe seperti pada persamaan 3.16 dengan asumsi nilai dari durasi hujan sama dengan waktu konsentrasi (tc). Besar curah hujan maksimum selama 24 jam (R24) merupakan nilai hujan rancangan dengan kala ulang 5 tahun yaitu 186,027 mm/hari. Berikut adalah perhitungan intensitas hujan pada saluran 1.

R24 = 186,027 mm tc = 0,1240 Jam I = ^𝑅²⁴^{∙ 24}

2 3 24∙𝑇𝑐

= 186,027∙ 24 2 3 24∙0,1240

= 259,358 mm/jam

mm/jam. Berdasarkan perhitungan yang sama diperoleh hasil rekapitulasi perhitungan intensitas hujan seperti pada Tabel 5.10 berikut ini.

Tabel 5.10 Rekapitulasi Intensitas Hujan Kala Ulang 5 Tahun

No. Saluran R24 (mm) tc (jam) I (mm/jam)

1 186,027 0,1240 259.358

2 186,027 0,0478 489.540

3 186,027 0,1162 270.827

4 186,027 0,1315 195.153

5 186,027 0,1761 205.251

6 186,027 0,0491 480.940

7 186,027 0,0666 200.275

8 186,027 0,0876 327.074

9 186,027 0,1453 233.368

10 186,027 0,1459 232.728

11 186,027 0,1224 261.576

12 186,027 0,0727 370.158

13 186,027 0,0486 484.290

14 186,027 0,1646 214.755

15 186,027 0,0467 497.002

16 186,027 0,1519 226.492

17 186,027 0,0334 620.894

18 186,027 0,0997 299.966

19 186,027 0,0511 468.594

20 186,027 0,1153 272.190

21 186,027 0,0578 303.915

22 186,027 0,1463 215.555

23 186,027 0,1385 240.930

24 186,027 0,0743 364.935

4. Debit Rancangan (Q)

Nilai debit rancangan didapatkan dengan menggunakan metode Rasional.

Berikut adalah salah satu contoh uraian perhitungan debit limpasan pada catchment area di saluran 1.

C̅ = 0,459

I = 258,358 mm/jam A = 0,8470 ha

Q1 = 0,002778 ∙ C̅ ∙ 𝐼 ∙ 𝐴

= 0,002778 ∙ 0,459 ∙ 258,358 ∙ 0,8470

= 0,280 m³/det

mencari besar debit limpasan di saluran yang lain dilakukan dengan cara yang sama dan hasilnya dapat dilihat pada Tabel 5.11 berikut ini.

Tabel 5.11 Rekapitulasi Perhitungan Debit Limpasan Saluran Drainase

No. Saluran C̅ I (mm/jam) A (ha) Q1 (m³/det)

1 0,459 259,358 ^0,8470 ^0,280

2 0,600 489,540 ^0,069 ^0,056

3 0,170 270,827 0,7140 0,091

4 0,346 195,153 2,603 0,488

5 0,353 205,251 ^2,133 ^0,430

6 0,600 480,940 ^0,074 ^0,059

7 0,357 200,275 2,350 0,467

8 0,517 327,074 0,339 0,159

9 0,333 233,368 1,285 0,278

10 0,431 232,728 ^1,299 ^0,362

11 0,603 261,576 ^0,819 ^0,359

12 0,259 370,158 0,208 0,055

13 0,600 484,290 0,072 0,058

14 0,474 214,755 ^1,784 ^0,505

15 0,600 497,002 ^0,065 ^0,054

16 0,556 226,492 ^1,446 ^0,506

17 0,600 620,894 0,027 0,028

18 0,673 299,966 0,477 0,268

19 0,600 468,594 ^0,082 ^0,064

20 0,408 272,190 ^0,700 ^0,216

21 0,386 303,915 ^0,453 ^0,148

22 0,373 215,555 1,758 0,393

23 0,395 240,930 1,133 0,300

24 0,600 364,935 ^0,220 ^0,134

5.1.4. Dimensi Saluran Tanpa Sumur Resapan

Setelah debit limpasan setiap saluran diketahui, selanjutnya adalah menghitung dimensi saluran drainase yang ekonomis. Berikut adalah contoh perhitungan pada saluran 1.

Q = 0,280 m³/det n = 0,012

So = 0,0049

h = (^{𝑄 ∙ 𝑛}

2 1 3∙𝑆𝑜¹²

)

= (0,280 ∙ 0,012 2

1 3∙0,0049

1 2

)

3 8

= 0,294 𝑚

B = 2h

= 2 ∙ 0,294 = 0,588 m ≈ 59 cm f = 0,4 m H = h + f

= 0,294 + 0,4 = 0,694 m ≈ 69 cm

A = B H

= 59 ∙ 69 = 4071 cm²

Diperoleh dimensi saluran yang ekonomis dengan lebar penampang (B) 59 cm, tinggi penampang (H) 69 cm dan luas penampang (A1) 4071 cm². Pada saluran yang lain dilakukan perhitungan dengan cara yang sama dan hasilnya dapat dilihat pada Tabel 5.12 berikut ini.

No.

Saluran

Q (m³/det)

f (m)

(m) h (m) B

(cm)

H (cm)

A¹ (cm²)

1 0,280 0,4 0,0049 0,294 59 69 4071

2 0,056 0,4 0,0270 0,117 23 52 1196

3 0,091 0,4 0,0177 0,151 30 55 1650

4 0,488 0,4 0,0060 0,348 70 75 5250

5 0,430 0,4 0,0120 0,292 58 69 4002

6 0,059 0,4 0,0217 0,124 25 52 1300

7 0,467 0,5 0,0102 0,310 62 71 4402

8 0,159 0,4 0,0087 0,213 43 61 2623

9 0,278 0,4 0,0174 0,231 46 63 2898

10 0,362 0,4 0,0193 0,250 50 65 3250

11 0,359 0,4 0,0294 0,230 46 63 2898

12 0,055 0,4 0,0299 0,114 23 51 1173

13 0,058 0,4 0,0102 0,142 28 54 1512

14 0,505 0,4 0,0235 0,273 55 67 3685

15 0,054 0,4 0,0223 0,119 24 52 1248

16 0,506 0,4 0,0028 0,407 81 81 6561

17 0,028 0,4 0,0122 0,104 21 50 1050

18 0,268 0,4 0,0051 0,287 57 69 3933

19 0,064 0,4 0,0274 0,122 24 52 1248

20 0,216 0,4 0,0315 0,188 38 59 2242

21 0,148 0,4 0,0086 0,208 42 61 2562

22 0,393 0,4 0,0176 0,262 52 66 3432

23 0,300 0,4 0,0119 0,255 51 66 3366

24 0,134 0,4 0,0082 0,202 40 60 2400

5.1.5. Dimensi dan Jumlah Sumur Resapan 1. Nilai permeabilitas tanah

Pada penelitian ini sumur resapan direncanakan untuk menyerap limpasan air hujan yang jatuh di atap bangunan saja. Oleh karena itu letak sumur resapan tidak akan jauh dari bangunan. Nilai permeabilitas tanah tiap lokasi bangunan yang direncanakan menggunakan sumur resapan tentunya berbeda – beda.

Untuk menentukan nilai permeabilitas tanah di setiap bangunan, digunakan nilai permeabilitas dari lokasi pengujian permeabilitas tanah yang paling dekat dengan bangunan yang ditinjau. Sebagai contoh posisi Masjid Ulil Albab

yang digunakan adalah 6,51 × 10⁻⁶m/detik. Untuk bangunan yang lain, nilai permeabilitas tanahnya dapat dilihat pada Tabel 5.13 berikut ini.

Tabel 5.13 Nilai Permeabilitas Tanah di Lokasi Bangunan

No. Nama Gedung No. Lokasi

Pengujian

Permeabilitas Tanah

1 FIAI 2 1,04 ∙ 10−5

2 GOR 1 6,60 ∙ 10⁻⁶

3 FTI 2 1,04 ∙ 10⁻⁵

4 LAB TERPADU 8 4,90 ∙ 10−5

5 FMIPA 8 4,90 ∙ 10−5

6 LAB FK 8 4,90 ∙ 10⁻⁵

7 FH 6 7,98 ∙ 10⁻⁵

8 REKTORAT 8 4,90 ∙ 10−5

9 GKU 3 1,64 ∙ 10−5

10 HI 4 6,51 ∙ 10⁻⁶

11 D3 EKONOMI 3 1,64 ∙ 10⁻⁵

12 FIAI (Baru) 4 6,51 ∙ 10−6

13 LAB TBK 8 4,90 ∙ 10−5

14 FPSB & FK 4 6,51 ∙ 10⁻⁶

15 ULIL ALBAB 4 6,51 ∙ 10⁻⁶

16 PERPUSTAKAAN 4 6,51 ∙ 10⁻⁶

17 ASRAMA PUTRI 4 6,51 ∙ 10⁻⁶

18 BOOKSTORE 5 5,54 ∙ 10⁻⁵

2. Besar beban hujan yang jatuh di atap bangunan

Selanjutnya menghitung besar debit limpasan dari atap bangunan. Tapi sebelumnya perlu mencari nilai Intensitas hujan terlebih dahulu dengan asumsi lama durasi hujan (Td) adalah 2 jam.

R24 = 186,027 mm Td = 2 Jam I = ^𝑅²⁴^{∙ 24}

2 3 24 ∙(𝑇𝑑)

= 186,027 ∙ 24 2 3 24 ∙(2)

Selanjutnya menghitung debit limpasan air hujan pada atap bangunan yang dialirkan ke sumur resapan. Koefisien limpasan atap sebesar 0,9, intensitas hujan sebesar 26,827 mm/jam, dan luas atap bangunan diperoleh dari Google Maps. Berikut perhitungan debit limpasan yang jatuh di atap bangunan FIAI.

Catap = 0,9

I = 40,627 mm/jam Aatap = 0,285 ha

Qatap = 0,002778 ∙ 𝐶_{𝑎𝑡𝑎𝑝} ∙ 𝐼 ∙ 𝐴_{𝑎𝑡𝑎𝑝} = 0,002778 ∙ 0,9 ∙ 40,627 ∙ 0,285 = 0,02871 m3/detik

Debit limpasan dari atap bangunan FIAI diperoleh sebesar 0,02871 m3/detik.

Untuk bangunan yang lainnya dapat dilihat pada Tabel 5.14 berikut ini.

Tabel 5.14 Debit Limpasan pada Atap Bangunan

No. Nama Bangunan C I

(mm/jam)

A atap

(km²)

Q atap

(m³/det)

1 FIAI 0,90 40,627 0.285 0.02871

2 GOR 0,90 40,627 0.163 0.01642

3 FTI 0,90 40,627 0.315 0.03174

4 LAB TERPADU 0,90 40,627 0.196 0.01975

5 FMIPA 0,90 40,627 0.147 0.01481

6 LAB FK 0,90 40,627 0.080 0.00806

7 FH 0,90 40,627 0.460 0.04634

8 REKTORAT 0,90 40,627 0.119 0.01199

9 GKU 0,90 40,627 0.123 0.01239

10 HI 0,90 40,627 0.204 0.02055

11 D3 EKONOMI 0,90 40,627 0.127 0.01280

12 FIAI (Baru) 0,90 40,627 0.128 0.01290

13 LAB TBK 0,90 40,627 0.133 0.01340

14 FPSB & FK 0,90 40,627 0.366 0.03687

15 ULIL ALBAB 0,90 40,627 0.200 0.02015

16 PERPUSTAKAAN 0,90 40,627 0.190 0.01914

17 ASRAMA PUTRI 0,90 40,627 0.113 0.01138

Jumlah 0,35282 3. Jumlah maksimum sumur resapan yang bisa dibangun

Keterbatasan lahan membuat jumlah sumur resapan yang dibutuhkan tidak dapat dibangun seluruhnya. Jika dalam perhitungan diperoleh jumlah sumur resapan yang dibutuhkan melebihi jumlah maksimum yang bisa dibangun, maka kedalaman sumur resapan perlu dibuat lebih dalam lagi.

Gambar 5.2 Tata Letak Sumur Resapan

Dengan menggunakan diameter sumur resapan 1,5 m dan jarak antar sumur resapan 4 m seperti yang dapat dilihat pada Gambar 5.7, maka dapat diketahui untuk 1 sumur resapan bisa mewakili lahan seluas 30,25 m². Berikut adalah contoh perhitungan jumlah sumur resapan yang dimungkinkan bisa dibangun pada lahan bangunan FIAI.

A Lahan Tersedia = 572 m² A Lahan 1 sumur = 30,25 m² n Sumur max = ^𝐴𝐿𝑎ℎ𝑎𝑛 𝑇𝑒𝑟𝑠𝑒𝑑𝑖𝑎

𝐴𝐿𝑎ℎ𝑎𝑚 1 𝑆𝑢𝑚𝑢𝑟

= ⁵⁷²

30,25

= 18,91

≈ 18 buah

Dari hasil yang diperoleh jumlah maksimum sumur yang bisa dibangun hanya

Tabel 5.15 Jumlah Maksimum Sumur Resapan No. Nama Bangunan Luas Lahan Tersedia

(m²)

n sumur max

1 FIAI 572 18

2 GOR 1011 33

3 FTI 768 25

4 LAB TERPADU 640 21

5 FMIPA 475 15

6 LAB FK 324 10

7 FH 981 32

8 REKTORAT 310 10

9 GKU 256 8

10 HI 382 12

11 D3 EKONOMI 814 26

12 FIAI (Baru) 458 15

13 LAB TBK 310 10

14 FPSB & FK 427 14

15 ULIL ALBAB 650 21

16 PERPUSTAKAAN 910 30

17 ASRAMA PUTRI 366 12

18 BOOKSTORE 349 11

4. Dimensi dan jumlah sumur resapan yang dipakai

Sumur resapan direncanakan memakai diameter 1,5 m dengan kedalaman sumur menyesuaikan kebutuhan di setiap bangunan. Berikut adalah contoh perhitungan jumlah sumur resapan pada bangunan FIAI dengan lama waktu durasi hujan (Td) 2 jam.

nsumur max = 18 buah

Qatap = 0,0287 m³/detik

K = 1,04∙10^-5 m/detik

Td = 7200 detik

R = 0,75 m

F = 2𝜋 ∙ 𝑅

= 2𝜋 ∙ 0,75

Trial 1

H = 3 m

Q1 sumur = ^{𝐹∙𝐾∙𝐻}

(1−𝑒∙^{𝐹∙𝐾∙𝑇𝑑} 𝜋𝑅2 )

= 4.7124∙1.04∙10⁻⁵∙3 (1−𝑒∙4.7124∙1.04∙10−5∙7200

𝜋∙0.752 )

= 0,000812 m³/detik

nsumur = ^𝑄^{𝑎𝑡𝑎𝑝}

𝑄_{1 𝑠𝑢𝑚𝑢𝑟}

= ^0,0287

0,000812

= 35,35 buah

≈ 35 buah (n sumur pakai > n sumur max) Trial 2

H = 6 m

Q1 sumur = ^{𝐹∙𝐾∙𝐻}

(1−𝑒∙^{𝐹∙𝐾∙𝑇𝑑} 𝜋𝑅2 )

= 4.7124∙1.04∙10⁻⁵∙4 (1−𝑒∙4.7124∙1.04∙10−5∙7200

𝜋∙0.752 )

= 0,00162 m³/detik

nsumur = ^𝑄^{𝑎𝑡𝑎𝑝}

𝑄_{1 𝑠𝑢𝑚𝑢𝑟}

= ^0,0287

0,00162

= 17,68 buah

≈ 18 buah (n sumur pakai < n sumur max)

Dari hasil yang diperoleh dibutuhkan sumur resapan sebanyak 18 buah dengan diameter 1,5 m dan kedalaman 4 m untuk meresapkan seluruh debit limpasan pada atap bangunan FIAI. Jumlah sumur resapan pada bangunan yang lain dapat dilihat pada Tabel 5.16 berikut ini.

No. Nama Bangunan Q atap (m³/det)

D (m)

H (m)

h sumur (m)

n sumur pakai

1 FIAI 0.0287 1.5 107.01 4 18

2 GOR 0.0164 1.5 63.40 3 21

3 FTI 0.0317 1.5 118.27 3,5 20

4 LAB TERPADU 0.0197 1.5 52.60 3 18

5 FMIPA 0.0148 1.5 39.45 3 14

6 LAB FK 0.0081 1.5 21.47 3 8

7 FH 0.0463 1.5 97.46 3 25

8 REKTORAT 0.0120 1.5 33.58 3 9

9 GKU 0.0124 1.5 43.70 4 8

10 HI 0.0206 1.5 80.03 4,5 12

11 D3 EKONOMI 0.0128 1.5 45.12 3 15

12 FIAI (Baru) 0.0129 1.5 49.83 3,5 13

13 LAB TBK 0.0134 1.5 37.53 3 10

14 FPSB & FK 0.0369 1.5 143.59 7 13

15 ULIL ALBAB 0.0201 1.5 77.87 3 20

16 PERPUSTAKAAN 0.0191 1.5 73.97 3 25

17 ASRAMA PUTRI 0.0114 1.5 43.99 3 11

18 BOOKSTORE 0.0154 1.5 39.00 3 10

5.1.6. Debit Aliran Setelah Ada Sumur Resapan 1. Koefisien aliran tanpa luasan atap

Nilai koefisian limpasan gabungan sebelum dan sesudah adanya sumur resapan akan berbeda. Karena air hujan yang jatuh di atap bangunan dialirkan ke dalam sumur resapan, sehingga atap bangunan tidak lagi memberi pengaruh koefisien limpasan gabungan pada suatu catchment area. Berikut adalah perhitungan koefisien limpasan gabungan untuk catchment area pada saluran 1.

C1 (FIAI) = 0,9 A1 (FIAI) = 0 ha C2 (Paving) = 0,5 A2 (Paving) = 0,112 ha C3 (Halaman) = 0,17 A3 (Halaman) = 0,450 ha

𝐶 =

∑𝑛 𝐴𝑖 𝑖=1

= ^𝐶^𝑖^∙𝐴^𝑖^{+ 𝐶}^𝑖^∙𝐴^𝑖^{+ 𝐶}^𝑖^∙𝐴^𝑖

𝐴₁ + 𝐴₂ + 𝐴₃

= 0,9∙0 + 0,5∙0,112 + 0,17∙0,450 0 + 0,112 + 0,450

= 0,236

Koefisien limpasan gabungan pada catchment area saluran 1 diperoleh sebesar 0,236. Koefisien limpasan yang lain dapat dilihat pada Tabel 5.17 berikut ini.

Tabel 5.17 Koefisien Limpasan Sesudah Ada Sumur Resapan No.

Saluran

Keterangan C A C̅

Atap FIAI 0,90 -

0,236

Paving 0,50 0,112

Halaman 0,17 0,450

2 Jalan 0,60 0,069 0,60

3 Halaman 0,17 0,714 0,17

Saluran 1 0,459 0,562

0,231

Saluran 2 0,60 0,069

Saluran 3 0,17 0,714

Atap GOR 0,90 -

Paving 0,50 0,132

Halaman 0,17 0,630

Jalan 0,60 0,048

Atap FTI 0,90 -

0,149

Perumahan 0,45 0,248

Halaman 0,17 0,844

Parkiran 0,50 0,64

Jalan 0,60 0,086

6 Jalan 0,60 0,074 0,60

Saluran 5 0,149 1,818

0,176

Saluran 6 0,60 0,074

Halaman 0,17 0,102

Jalan 0,60 0,041

Atap Bangunan 0,90 0,087

0,517

Halaman 0,17 0,126

Jalan 0,60 0,126

Atap LAB TERPADU 0,90 -

Paving 0,50 0,061

9 0,231

Jalan 0,60 0,108

Atap FMIPA 0,90 -

0,332

Atap LAB FK 0,90 -

Paving 0,50 0,130

Halaman 0,17 0,579

Parkiran 0,50 0,258

Jalan 0,60 0,105

Atap FH 0,90 -

0,222

Halaman 0,17 0,316

Jalan 0,60 0,043

12 Halaman 0,17 0,165

0,259

Jalan 0,60 0,043

13 Jalan 0,60 0,072 0,60

Atap REKTORAT 0,90 -

0,199

Atap GKU 0,90 -

Atap HI 0,90 -

Atap D3 EKONOMI 0,90 -

Atap FIAI (Baru) 0,90 -

Halaman 0,17 1,011

Jalan 0,60 0,072

15 Jalan 0,60 0,065 0,60

Atap LAB TBK 0,90 -

0,374

Atap FPSB 0,90 -

Paving 0,50 0,055

Halaman 0,17 0,381

Parkiran 0,50 0,446

Jalan 0,60 0,065

17 Jalan 0,60 0,027 0,60

Atap ULIL ALBAB 0,90 -

0,510

Parkiran 0,50 0,250

Jalan 0,60 0,027

19 Jalan 0,60 0,082 0,60

Atap PERPUSTAKAAN 0,90 -

0,225

Halaman 0,17 0,445

Jalan 0,60 0,065

Halaman 0,17 0,172

0,386

Parkiran 0,50 0,228

Jalan 0,60 0,053

Saluran 21 0,386 0,453

22 Atap Perumahan 0,90 0,103 0,336

Halaman 0,17 0,818

Parkiran 0,50 0,159

Jalan 0,60 0,112

Atap BOOKSTORE 0,90 -

0,316

Atap Perumahan 0,90 0,038

Paving 0,50 0,038

Halaman 0,17 0,658

Parkiran 0,50 0,026

Jalan 0,60 0,220

24 Jalan 0,60 0,220 0,60

2. Debit rancangan setelah ada sumur resapan

Debit rancangan pada catchment area dihitung menggunakan perhitungan yang sama seperti sebelumnya, hanya saja menggunakan koefisien limpasan gabungan (C̅) yang baru, yaitu tanpa beban hujan yang jatuh di atap. Berikut adalah contoh perhitungan debit rancangan pada catchment area di saluran 1.

𝐶 = 0,236

I = 259,358 mm/jam A = 0,562 ha

Q2 = 0,002778 ∙ 𝐶 ∙ 𝐼 ∙ 𝐴

= 0,002778 ∙ 0,236 ∙ 259,358 ∙ 0,562

= 0,09556 m³/detik

Besar debit limpasan pada catchment area di saluran 1 diperoleh sebesar 0,09556 m³/detik. Untuk besar debit limpasan pada catchment area di saluran yang lain hasilnya dapat dilihat pada Tabel 5.18 berikut ini.

Tabel 5.18 Debit Rancangan Setelah Ada Sumur Resapan

No. Saluran C̅ I (mm/jam) A (ha) Q2 (m³/det)

1 0,236 259,358 0,562 0,09556

2 0,600 489,540 0,069 0,05630

3 0,170 270,827 0,714 0,09132

4 0,231 195,153 2,155 0,26988

5 0,149 205,251 1,818 0,15445

6 0,600 480,940 0,074 0,05932

8 0,517 327,074 0,339 0,15925

9 0,231 233,368 1,089 0,16308

10 0,332 232,728 1,072 0,23010

11 0,222 261,576 0,359 0,05791

12 0,259 370,158 0,208 0,05540

13 0,600 484,290 0,072 0,05812

14 0,199 214,755 1,083 0,12858

15 0,600 497,002 0,065 0,05385

16 0,374 226,492 0,947 0,22285

17 0,600 620,894 0,027 0,02794

18 0,510 299,966 0,277 0,11772

19 0,600 468,594 0,082 0,06405

20 0,225 272,190 0,510 0,08677

21 0,386 303,915 0,453 0,14763

22 0,336 215,555 1,645 0,33098

23 0,316 240,930 0,980 0,20727

24 0,600 364,935 0,220 0,13382

5.1.7. Dimensi Saluran Setelah Ada Sumur Resapan

Selanjutnya adalah menghitung dimensi saluran drainase yang ekonomis menggunakan debit limpasan yang baru. Berikut adalah perhitungan di saluran 1.

Q2 = 0,09556 m³/detik n = 0,012

So = 0,0049 h = (^𝑄²^∙𝑛

2 1 3∙𝑆_𝑜¹²

)

= (0.09556∙0.012 2

1 3∙0.0049

1 2

)

= 0,196 m B = 2 ∙ ℎ

= 2 ∙ 0,196

= 0,39 m ≈ 39 cm

f = 0,4 m H = h + f

= 0,37 + 0,4

= 0,59 m

A2 = 𝐵 ∙ 𝐻

= 39 ∙ 60

= 2340 cm²

Diperoleh dimensi penampang saluran yang ekonomis dengan lebar penampang (B) 39 cm, tinggi penampang (H) 60 cm dan luas penampang (A2) 2340 cm². Hasil perhitungan dari saluran yang lain dapat dilihat pada Tabel 5.19 berikut ini.

Tabel 5.19 Dimensi Saluran Setelah Ada Sumur Resapan No.

Saluran

Q² (m³/det)

f (m)

(m) h (m) B

(cm)

H (cm)

A² (cm²)

1 0.09556 0,40 0,0049 0,196 39 60 2340

2 0.05630 0,40 0,0270 0,117 23 52 1196

3 0.09132 0,40 0,0177 0,152 30 55 1650

4 0.26988 0,40 0,0060 0,279 56 68 3808

5 0.15445 0,40 0,0120 0,199 40 60 2400

6 0.05932 0,40 0,0217 0,124 25 52 1300

7 0.19927 0,40 0,0102 0,225 45 63 2835

8 0.15925 0,40 0,0087 0,213 43 61 2623

9 0.16308 0,40 0,0174 0,189 38 59 2242

10 0.23010 0,40 0,0193 0,211 42 61 2562

11 0.05791 0,40 0,0294 0,116 23 52 1196

12 0.05540 0,40 0,0299 0,114 23 51 1173

13 0.05812 0,40 0,0102 0,142 28 54 1512

14 0.12858 0,40 0,0235 0,163 33 56 1848

15 0.05385 0,40 0,0223 0,119 24 52 1248

16 0.22285 0,40 0,0028 0,299 60 70 4200

17 0.02794 0,40 0,0122 0,104 21 50 1050

18 0.11772 0,40 0,0051 0,211 42 61 2562

19 0.06405 0,40 0,0274 0,122 24 52 1248

20 0.08677 0,40 0,0315 0,134 27 53 1431

21 0.14763 0,40 0,0086 0,208 42 61 2562

22 0.33098 0,40 0,0176 0,246 49 65 3185

23 0.20727 0,40 0,0119 0,222 44 62 2728

24 0.13382 0,40 0,0082 0,202 40 60 2400

Dalam dokumen Pengaruh Sumur Resapan Pada Pengurangan Debit Limpasan Permukaan Kawasan Kampus Terpadu Universitas Islam Indonesia Yogyakarta (Halaman 50-75)